干式空心电抗器匝间绝缘试验

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干式空心电抗器匝间绝缘缺陷诊断试验及对策

干式空心电抗器匝间绝缘缺陷诊断试验及对策摘要：近些年来我国的电网得到了快速发展，电抗器在电网中也有了非常多的应用，其中干式空心电抗器是应用最为广泛的电抗器，其在结构以及电气性能方面都具有较大优势。

但是干式空心电抗器在具体应用过程中也存在着某些事故，其中最严重的问题之一就是匝间绝缘短路问题，会造成电抗器的损坏，对于电网运行造成非常大的影响。

本文主要进行干式空心电抗器匝间绝缘缺陷诊断试验分析，希望能够对相关人士有所帮助。

关键词：干式空心电抗器；匝间绝缘；缺陷诊断试验1 引言从上世纪90年代开始干式空心电抗器在电网中得到广泛的应用，但是近些年随着使用年限的增加，干式空心电抗器烧毁的情况越来越多。

通过分析可知，绝大多数故障都是匝间绝缘问题所引发的匝间短路造成的。

所以通过较为有效的绝缘缺陷诊断试验来对干式空心电抗器实施检测，从而及时发现匝间绝缘缺陷是非常必要的，对于确保电网的安全运行具有非常重要的作用。

2 匝间故障时干式空心电抗器电感变化情况2.1匝间故障时电感计算方式一般情况下干式空心电抗器采取的是多层并绕的方式（设定为n层），一旦某一层（设定为i层）发生匝间短路故障，就可以将其作为第n+1个支路，而剩余匝作为i个支路。

发生短路故障的干式空心电抗器等值电路如图1所示。

从上述分析结果可知，对于同一电抗器、同样轴向位置来说，外层短路比内层短路的电感变化量更大，同一层轴向中部短路比端部短路电感变化更大，电感的变化范围为5%-20%。

3 干式空心电抗器匝间绝缘诊断方案分析3.1对于干式空心电抗器来说，若是存在着匝间绝缘缺陷，一旦受到高频电压的作用就会造成电感值发生较大变化，这样就可以利用检测电抗器电感的变化情况来判定电抗器匝间绝缘状况。

基于此原理可以采用高频振荡电压法实施干式空心电抗器匝间绝缘情况的诊断。

3.2所谓的高频振荡电压法就是将高频脉冲电压直接施加到干式空心电抗器上的方法，其基本原理可以采用IEEE std C57.21-2008以及IEEE std C57.16-1996中建议的电抗器匝间绝缘检测原理图，具体如图2所示。

干式空芯电抗器匝间耐压试验分析

干式空芯电抗器匝间耐压试验分析发表时间：2019-12-09T09:23:48.303Z 来源：《电力设备》2019年第15期作者：谢育鹏[导读] 摘要：文章分析了存在匝间绝缘短路的电抗器在不同频率电源作用下整体电感的变化规律，通过此规律，我们采用一分钟高频振荡电压的方法来寻找电抗器是否发生匝间短路现象。

（国网福建检修公司福建厦门 361001）摘要：文章分析了存在匝间绝缘短路的电抗器在不同频率电源作用下整体电感的变化规律，通过此规律，我们采用一分钟高频振荡电压的方法来寻找电抗器是否发生匝间短路现象。

在介绍了高频振荡电压法的原理、结果判定原则和试验安全性要求后，文章最后分析了引起空芯电抗器匝间短路的原因其实是电树和水树的问题，并针对两者提出了相应的防范措施。

关键词：匝间短路；高频振荡；绝缘引言2017年6月8日，陈田变#3电抗器B相匝间短路，之后引起贯穿性拉弧以致过流保护动作跳电抗器开关。

对于大容量干式空心并联电抗器，由于其层数和匝数较多（机械匝数可达万匝以上），匝间绝缘故障的灵敏检测一直是道难题，因为倍频倍压试验虽然作用时间较长，能量较高，但试验电压较低，匝数较多时难以查出缺陷[1]；雷电冲击试验电压较高，但作用时间较短，能量较低，无论以外观检查还是波形比较，都难以判断是否合格，很多情况下，常规的雷电冲击试验并不能可靠地检查环氧包封型大容量多层并联电抗器的绝缘缺陷。

然而依据干式空心电抗器匝间短路对电抗器参数的影响与频率息息相关这一特点，对试品施加一分钟高频震荡电压的试验方法就显得尤为有效。

对于匝间耐压试验的必要性，《国网十八项重大反事故措施》10.2.4.5有相关表述。

1 试验过程及分析1.1 匝间短路对电抗器参数影响分析用最简单的电压电流法即可测得匝间短路对电感工频参数的影响。

模拟试验发现，在短路前后，工频电感量是没有明显变化的，然而短路环内电流却可以很大，甚至可以达到1.5kA左右，而这个数值再除以铝导线截面，就可以得出短路环电流密度可高达230A/mm2左右,这种电流密度在数秒内就可以使铝达到其熔点值（约660℃），引起线圈起火自焚，铝导线成为铝球[2]。

干式空心电抗器匝间绝缘检测原理及试验的分析

干式空心电抗器匝间绝缘检测原理及试验的分析摘要：干式空心电抗器在电力系统中广泛应用，与其它电气设备一样，其在实际运行过程中存在较多事故。

匝间绝缘性能对干式空心电抗器的使用和运行具有重要影响，绝缘一旦出现问题，即会引发短路、电抗器烧毁等故障，造成严重损失，因此对干式空心电抗器匝间绝缘的检测原理与试验进行分析具有重要的现实意义。

本文阐述干式空心电抗器的基本特点与工作原理，并重点对匝间绝缘进行介绍，从检测方法与检测绝缘两方面对其检测原理进行研究，进而对检测试验进行设计与分析，以期为其检测方法与设备的优化提供参考。

关键词：电抗器；干式空心；匝间绝缘；检测；原理；试验针对干式空心电抗器匝间绝缘的检测，国外已研究生产出专门的检测设备，但其造价较高不能在国内厂商中广泛应用与推广。

对其检测原理与试验的研究需结合国外的成功经验并借鉴其它电气设备绝缘检测的方法进行分析和总结。

一、概述对干式空心电抗器与匝间绝缘的特点与原理的深入理解，是研究其检测方法与原理的基础。

（一）干式空心电抗器电抗器凭借其电感特性广泛应用于电力系统中，在系统中发挥着无功补偿、限流、阻尼、移向、稳流的作用。

与传统的油浸式铁芯电抗器相比，干式空心电抗器具有体积小、重量轻、结构简单、损耗低、线性小、维护方便等优点，如上性能优势来源于其结构特点。

干式空心电抗器最大的特点是没有铁芯，具有多并联支路结构，以空气作为磁介质，磁回路无限制。

其结构上具有以下特点：一、股间电压均衡排列。

绕组采用高性能铜线或铝线，绕制保证支路匝数固定。

二、运行可靠。

并联连接不同半径支路，层间电压低，同等部位电压相似，稳定的电场分部增强绕组运行的可靠性。

三、机械强度大。

以环氧树脂玻璃纤维作为绕包材料，以绝缘子为底座、以非磁性端部星架为夹持，通过干燥浸胶与玻璃纤维拉紧，使电抗器成为刚性整体。

四、绕组由多个封包构成，封包由多并联支路组成，包封间留有空隙，保证电抗器散热性能。

五、环境限制。

DL／T 2006—2019 干式空心电抗器匝间绝过电压试验设备技术规范

目次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 使用条件 (2)5 设备组成 (2)6 性能要求 (3)6.1 整体输出性能 (3)6.2 设备关键组部件性能 (3)6.3 机械性能 (4)6.4 安全性能 (4)6.5 外壳防护 (4)6.6 结构和外观 (4)7 试验方法 (4)7.1 试验条件 (4)7.2 整体性能试验 (5)7.3 分压器试验 (5)7.4 数字记录仪性能试验 (5)7.5 机械性能试验 (5)7.6 安全性能试验 (5)7.7 外壳防护检查 (5)7.8 外观检查 (6)8 检验规则 (6)8.1 检验分类 (6)8.2 型式试验 (6)8.3 出厂试验 (6)8.4 定期校验试验 (6)9 标志、包装、运输和贮存 (6)9.1 标志 (6)9.2 包装 (7)9.3 运输和贮存 (7)干式空心电抗器匝间过电压试验设备技术规范1 范围本标准规定了干式空心电抗器匝间过电压试验设备的使用条件、组成、性能要求、试验方法、检验规则，以及标志、包装、运输和贮存。

本标准适用于6kV～35kV干式空心电抗器匝间过电压试验设备。

其他电压等级干式空心电抗器匝间过电压试验设备可参照执行。

2 规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

GB/T 191包装储运图示标志GB/T 1094.6—2011 电力变压器第6部分：电抗器GB 4208外壳防护等级（IP代码）GB/T 6587—2012 电子测量仪器通用规范GB 16896.1—2005 高电压冲击测量仪器和软件第1部分：对仪器的要求DL/T 1222—2013 冲击分压器校准规范DL/T XXXX 干式空心电抗器匝间过电压现场试验导则JB/T 8168 脉冲电容器及直流电容器3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。

35 kV干式空心电抗器匝间绝缘现场试验

35 kV干式空心电抗器匝间绝缘现场试验张良;吕家圣;王永红;聂洪岩;陈禾;彭翔;魏新劳【摘要】为探索干式空心电抗器匝间过电压现场试验的可行性,同时考虑被试设备已运行一定的年限,用70％出厂试验电压,对某变电站27台35kV干式空心电抗器进行了匝间过电压现场试验.检测出2台具有匝间绝缘缺陷的被试设备,证实了在现场进行干式空心电抗器匝间绝缘过电压试验的可行性和必要性.通过对现场试验过程中遇到问题的分析,发现在试验中存在设备地电位抬高现象,为尽量降低地电位的浮动,提出了现场试验合理的接线方法,可为匝间过电压现场试验提供指导.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2014(018)006【总页数】6页(P66-71)【关键词】干式空心电抗器;匝间绝缘;现场试验;脉冲振荡;地电位浮动【作者】张良;吕家圣;王永红;聂洪岩;陈禾;彭翔;魏新劳【作者单位】南网超高压公司检修试验中心,广东广州510600;南网超高压公司检修试验中心,广东广州510600;哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,黑龙江哈尔滨150080;南网超高压公司检修试验中心,广东广州510600;南网超高压公司检修试验中心,广东广州510600;哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,黑龙江哈尔滨150080【正文语种】中文【中图分类】TM470 引言为调节电网的无功功率，在超高压、大电网变电站的设计标准中要求串联或并联一定数量的电抗器，此外在电网中电抗器也常用于滤波、限流等场合。

与传统的油浸式铁心电抗器相比，干式空心电抗器具备电抗值线性、结构简单、质量轻、不易磁饱和等优点，因而其投运数量迅速增加。

随着干式电抗器投运数量及投运时间的增加，故障也逐步增多［1-4］。

线圈受潮、材料缺陷、局部过热、投切频繁及局部电弧等故障最终会导致电抗器的匝间短路烧毁电抗器，甚至造成更大的事故［5-7］。

干式空心电抗器匝间绝缘检测原理及试验研究

干式空心电抗器匝间绝缘检测原理及试验研究摘要：在工频电压等级高、电网容量大的输电系统中安装电抗器可减少谐波电流、增加功率因数及减小短路电流，因此电抗器可实现无功补偿、稳压及限流，还能降低线损及提高传输功率。

在电抗器的运行时间不断增长时，可能会出现表面放电等故障，故障较为严重时还会直接烧毁电抗器，威胁到整个输电系统的稳定运行与安全运行，应通过加强日常维修工作及时排除故障。

绝缘检测是电抗器日常维护的重要内容，可在绝缘检测中及时发现匝间绝缘破坏问题。

本文分析了干式空心电抗器的匝间绝缘检测原理与试验方法，以供参考。

关键词：绝缘；匝间；电抗器；干式；试验电抗器是保障电力系统正常供电及电力客户安全用电的重要设施，干式空心电抗器是常见的电抗器类型，由汇流排、绝缘线圈构成，属于层式结构形式，每一层均有若干个匝线圈，不同层之间的气道可确保各层形成包封[1]。

此类电抗器的绝缘性能，尤其是匝间绝缘容易受到强磁场、大电流、高电压等极端环境的影响，绝缘性能也会因此逐渐变差，在绝缘性能不良、绝缘强度减弱或绝缘电阻遭到破坏时，可造成电抗器出现放电及短路等故障，严重时可造成电力传输中断。

对此，应加强日常巡视及匝间绝缘检测、试验工作，及时处理绝缘缺陷。

1.检测原理根据IEEE C57.21标准及IEEE C57.16标准，在检测电抗器的匝间绝缘性能时应对电容器进行重复充电，同时向线圈放电，放电通道为球隙，放电要求如下：以半波整流3000次/min及全波整流6000次/min确定充电频率、放电频率；阻尼振动周期约为100kHz；如电抗器的额定电压为35kV，则户外放电检测初始电压的峰值为179kV，户内为134kV；如额定电压为10kV，则户外放电检测初始电压的峰值为79kV，户内为60kV；如额定电压为6kV，则户外放电检测初始电压的峰值为60kV，户内为45kV。

如存在绝缘缺陷，则在充放电时高频电压可造成匝间绝缘的电感值发生较大变化，因此通过检测电感值变化情况便可以了解匝间绝缘性能。

干式空心电抗器匝间检测试试验方案

干式空心电抗器匝间检测试试验方案好啦，今天咱们聊聊干式空心电抗器匝间检测试试验方案。

你可能会问了，这是什么？听上去好像很专业对吧？其实它就是我们在电力设备中，经常会遇到的一种检查过程，主要是用来确保电抗器的每一层绕组没有问题，能顺利运行的。

你想啊，电抗器是电力系统中的“守护神”，它负责调节电流，确保电网稳定。

如果它出了问题，电网的正常运行就可能受到影响，后果可不堪设想。

所以，咱们得保证每一根线圈都没有问题，确保它“毫发无损”。

说白了，这就是在给电抗器做体检。

你知道吗，这种检测试验其实并不像大家想的那样复杂。

说到底，咱们要做的就是一项常规的检查工作——确保电抗器每个匝之间的绝缘性能良好。

大家常说，细节决定成败。

电抗器的匝间绝缘性能不好，那岂不是给了电流“偷偷摸摸”的机会，谁敢想象电流自由穿梭的场景？不说你可能不信，细微的匝间短路问题，甚至可能引发整个设备的损坏，后果真的是让人心有余悸。

所以，匝间的检查就显得格外重要。

想象一下，如果电抗器是一个有无数条“神经”连接的复杂网络，那么每一圈绕组之间的绝缘就好像是它的“免疫系统”。

当其中一部分出现问题，整个系统就有可能“生病”。

而咱们今天要做的，就是给这套免疫系统做一个彻底的检查，确保每一条“神经”都在正常工作，免得哪天“病毒”找上门，坏了大事。

大家可能会想：哦，原来这么重要啊！咱们在进行这项检查的时候，有一项必须的工具就是“匝间直流电压测试仪”。

这个仪器简单来说就是通过对绕组施加一定的电压，来看看绝缘是不是合格。

你想啊，电压一加上去，如果绕组间的绝缘有破损，电流就会泄漏出来，咱们就能通过仪器发现了。

那时候就可以确定哪些匝不行，赶紧修补，不让问题蔓延。

其实做起来并不难，大家就像给电抗器做个“心脏检查”一样，心脏没问题，剩下的就放心了。

不过啊，做这个检查的时候还是有一些小技巧的。

比如，电抗器在做测试前一定要放电。

你不能让它带着“电量”直接去体检，医生可不敢给你动手术！测试时要注意不要让测试电压过高，否则容易把电抗器弄坏。

干式空心电抗器匝间绝缘缺陷检测系统

智能化发展
未来干式空心电抗器匝间绝缘缺陷检测系统将向智能化方向发展，通过引入人工智能和大数据技术，提高检测的自动化和智能化水平。
多功能化发展
未来该系统将进一步拓展功能，不仅能够检测匝间绝缘缺陷，还能够对电抗器的其他性能进行检测和分析，为电抗器的全面评估提供支持。
降低成本
未来干式空心电抗器匝间绝缘缺陷检测系统的成本将逐渐降低，使得更多的企业和单位能够享受到该系统带来的便利和优势。
由于新能源发电系统对设备的可靠性和稳定性要求极高，因此对干式空心电抗器的匝间绝缘进行检测至关重要。通过使用干式空心电抗器匝间绝缘缺陷检测系统，可以及时发现并解决匝间绝缘存在的问题，确保新能源发电系统的正常运行。
干式空心电抗器匝间绝缘
05 缺陷检测系统的优势与局限性
优势分析
高灵敏度
非破坏性
干式空心电抗器匝间绝缘缺陷检测系统能够精确地检测出微小的绝缘缺陷，提高了检测的灵敏度。
成本高
该系统的设备成本和维护成本较高，对于一些小型企业而言，可能会构成较大的经济负担。
技术要求高
干式空心电抗器匝间绝缘缺陷检测系统的操作和维护需要较高的技术水平，对技术人员的要求较高。
适用范围有限
该系统主要适用于干式空心电抗器匝间绝缘缺陷的检测，对于其他类型的电气设备，可能不太适用。
未来发展方向
实现用户与系统的交互，包括结果显示、控制等功能。
人机交互界面设计
简洁明了
界面设计应简洁明了，避免过多的复杂元素，以便用户快速获取关键信息。
直观性
界面布局和信息展示应直观，使用户能够快速理解检测结果和操作流程。
易用性
界面操作应简单易用，减少用户的学习成本和使用难度。

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２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｉｒｃＰｏｗｅｒ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００８０，Ｃｈｉｎａ）
Ｉｎｔｅｒ－ｔｕｒｎＩｎｓｕｌａｔｉｏｎＴｅｓｔｏｆＤｒｙ — ｔｙｐｅＡｉｒ－ＣｏｒｅＲｅａｃｔｏｒ
ＣＨＥＣｈｕａｎｑｉａｎｇ，ＬＩＵＬｉｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧＹａｊｉｅ，ＬＹＵＣｈａｏ，ＷＡＮＧＱｉｏｎｇ（１．ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＥｌｅｃｔｉｒｃＰｏｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００２０，Ｃｈｉｎａ；
（Ｉ．内蒙古电力科学研究院，内蒙古呼和浩特０１００２０；２．内蒙古工业大学电力学院，内蒙古呼和浩特０１００８０）
摘
要：为了检测３５ｋＶ干式空心电抗器运行中是否存在匝间绝缘缺陷隐患，本文利用ＰＳＣＡＤ软
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｉｎｔｅｒ－ｔｕｒｎｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｄｅｆｅｃｔｏｆ３５ｋＶｄｒｙ — ‘ ｔｙｐｅａｉｒ — 。ｃｏｒｅｒｅａｃｔｏｒｓｉｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｕｌｓｅｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅａｉｒｃｏｒｅｒｅａｃｔｏｒｉｓｍａｄｅｂｙｔｈｅｕｓｅｏｆＰＳＣＡＤｓｏｔｆｗａｒｅａｎｄｉｎｔｅｒ－ｔｕｒｎｔｅｓｔｏｒｆ６ｕｎｉｔｓｏｆｄｙｒｔｙｐｅａｉｒ — — ｃｏｒｅｒｅａｃｔｏｒｓａｔｃｅｒｔａｉｎｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｉｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄ，ｉｆｎｄｉｎｇｔｗｏｏｆｔｈｅｍｈａｖｅｔｈｅｉｎｔｅｒ－－ｔｕｒｎｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｄｅｆｅｃｔ．Ａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎｌｙａｓｉｓｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｓｖｅｉｒｉｆｅｄｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｄａｔａｍｅａｓｕｒｅｄａｔｓｉｔｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｙ— ｒｔｙｐｅａｉｒ — ｃｏｒｅｒｅａｃｔｏｒ；ｉｎｔｅｒ — ｔｕｒｎｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ；ｈｉｇｈ — ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｕｌｓｅｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ
Ｄｅｃ．２０１７
ＤＯＩ：１０．１４０４４０．１６７４ — １７５７．ｐｃｒｐｃ．２０１７．０６．０１５
干式刘利强，王亚杰，吕超，王琼
第３８卷１第期：００７５ — ００７９２０１７年２月６
电力电容器与无功补偿ＰｏｗｅｒＣａｐａｃｉｔｏｒ＆ＲｅａｃｔｉｖｅＰｏｗｅｒＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
Ｖｏ１．３８，Ｎｏ．６：００７５－００７９
０引言
户外干式空心电抗器具有结构简单、重量轻、线性好、损耗低、噪声小、使用维护方便等特点，在
维持电力系统电压稳定、限制短路电流、进行无功
件对干式空心电抗器采用高频脉冲振荡法进行仿真分析，并对某变电站６台干式空心电抗器进行匝间过电压试验，发现２台设备存在匝间绝缘缺陷，根据现场所测数据验证了仿真分析的可靠性。
关键词：干式空心电抗器；匝间绝缘；高频脉冲振荡法